人教版选修3-4第十四、十五章 电磁波和相对论简介(复习教案设计设计)含答案
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14.4 电磁波与信息化社会一、核心素养:通过《电磁波与信息化社会》的学习过程,让学生体会科学技术在推动社会进步过程中的巨大作用;开阔学生的视野,树立努力学习,为祖国的信息化发展做贡献的信念。
二、学习目标:1.了解电磁波在推动信息化社会中的巨大作用;2.了解电视,雷达等电磁设备的原理;3.开阔视野,体会信息化社会的便捷。
重难点:电视、雷达和手机的基本原理。
三、教学过程:课前:登陆教育平台,发送预习任务。
根据平台上学生反馈的预习情况,发现薄弱点,针对性教学。
1.引入:我们都知道,人类文明的每次重大进步,都伴随着信息交流的发展,下面我们请同学来给大家介绍信息交流的发展过程。
请学生进行ppt展示和讲解。
(学生分小组课前准备)2.展示利用光传递信息的发展趋势1844年电报的发明,让人类进入了用电传播信息的时代,电磁波的发现又实现了无线通信。
现代信息通信理论告诉我们,电磁波的频率越大,单位时间传播的信息量就越大,我们知道光的频率比无线电波大很多,那么能不能利用光进行通信呢?展示新科技:比wifi快100倍的li-fi3.请同学展示电视的发展历程,讲解利用电视传递图像的原理,介绍电视的广泛应用。
(学生分小组课前准备)4.播放微课视频:雷达介绍请同学介绍各种军事雷达。
(学生分小组课前准备)微课讲解:雷达测速的原理5.介绍移动通信的发展,移动电话和基站6.让学生谈谈体会到的信息化社会的便捷。
三、关于电磁波带来的危害在我们了解了电磁波的应用带给我们无限便捷的同时,也要知道电磁波会对我们的身体造成一定危害。
但在处于安全级的电磁环境下,如果长期幻想电磁波会对自己的健康造成损害,必然会因为精神压力过大产生心理问题,进而影响到自身健康。
所以正确认识电磁波的产生的原因和其可能造成的危害、并掌握如何降低或避免生活中常见的电磁波的影响是很有必要的。
只要不是处于绝对零度(摄氏温标零下273.15摄氏度)的物体均会向外界辐射电磁波,绝对零度在自然界里是不可能达到的,所以电磁波是无处不在的。
高中物理选修3-4教案14、15章本资料为woRD文档,请点击下载地址下载全文下载地址教学案例课题:电磁波的发现(教材:人民教育出版社出版的高二物理选修3-4)14.1电磁波的发现★新课标要求(一)知识与技能.知道麦克斯韦电磁场理论的两个基本观点:变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场。
2.知道电磁场在空间传播形成电磁波以及电磁波的特点。
3.知道赫兹实验及其重要意义。
(二)过程与方法通过对电磁波发现过程的了解,认识规律的普遍性与特殊性,培养学生的逻辑推理和类比推理能力。
(三)情感、态度与价值观培养学生崇尚科学、献身科学的精神。
★教学重点变化的磁场产生电场。
★教学难点变化的电场产生磁场。
★教学方法演示推理和类比推理★教学用具:学生电源一台,电磁铁一块,多匝线圈、灯座、小灯泡各一个,导线若干★教学过程(一)引入新课师:“神舟六号”上天后,怎样与地面上的人联系呢?生:无线电波。
师:无线电广播、电视、人造卫星、导弹、宇宙飞船等,传递信息和跟地面的联系都要利用电磁波。
现代社会的各个部门,几乎都离不开“电磁波”,“电磁波”就是现代文明的神经中枢。
那么,电磁波是什么?它是怎样产生的?它有什么性质?怎样利用它传递信号?这一章就要讨论这些问题。
今天我们就从电磁波的发现开始学习。
(二)进行新课.伟大的预言(教师首先向学生介绍麦克斯韦的生平简介,激发学生的好奇心和求知欲。
)麦克斯韦(jamesclarkmexwell,1831~1879)是英国的理论物理学家、数学家。
1831年6月13日生于英国爱丁堡。
他的父亲是一个科学家,他从小就受到科学的熏陶,15岁时向英国皇家学会递交数学论文,发表在《爱丁堡皇家学会学报》上,第一次显露出他出众的才华。
1847年,考入爱丁堡大学学习数学和物理学。
1850年转入剑桥大学,1854年毕业后留校工作,1856~1865年,他先后在阿丁见大学和伦敦皇家学院任教。
1871年,麦克斯韦任剑桥物理实验室主任,1874年,他主持建立的卡文迪许实验室竣工,任该实验室首任主任。
新人教版高中物理选修 3-4 第 14 章《电磁波1.课程内容标准(1)初步认识麦克斯韦电磁场理论的基本思想以及在物理学发展史上的意义(2)认识电磁波的产生。
经过电磁波领会电磁场的物质性。
(3)认识电磁波的发射、流传和接收。
(4)经过实例认识电磁波谱,知道光是电磁波。
(5)认识电磁波的应用和在科技、经济、社会发展中的作用。
复习导航电磁振荡电磁波部分此刻均为 A 级要求,主要出此刻选择题部分。
在重点:1. 电磁场要深刻理解和应用麦克斯韦电磁场理论的两大支柱:变化的磁场产生电场,场产生磁场。
能够证明:振荡电场产生同频次的振荡磁场;振荡磁场产生同频次的振荡电⑵依据麦克斯韦的电磁场理论,变化的电场和磁场老是相互联系的,形成一离的一致的场,这就是电磁场。
电场和磁场不过这个一致的电磁场的两种详细表现。
2. 电磁波变化的电场和磁场从产生的地区由近及远地向四周空间流传开去,就形成了有效地发射电磁波的条件是:⑴频次足够高(单位时间内辐射出的能量形成开放电路(把电场和磁场分别到尽可能大的空间隔里去)。
电磁波是横波。
E 与B 的方向相互垂直,并且都跟波的流传方向垂直,横波。
电磁波的流传不需要靠其他物质作介质,在真空中也能流传。
在×10 8 m/s3. 电磁波的应用要知道广播、电视、雷达、无线通信等都是电磁波的详细应用。
第 1 课时电磁场电磁波1、高考解读如下图,半径为r 且水平搁置的圆滑绝缘的环形管道内,有一个电荷量为电子。
此装置放在匀强磁场中,其磁感觉强度随时间变化的关系式为麦克斯韦电磁场理论,平均变化的磁场将产生稳固的电场,该感觉电场电子将有沿圆环切线方向的作使劲,使其获取加快。
设t =0时辰电子的速度大小为v 0,方向顺时针,此后开始后运动一周后的磁感觉强度为则此时电子的速度大小为A. B 1 reB. m 2 v 0 2 2 r keC. mB 0 D. re m v 2 0 2 2 r m ke 2解:感觉电动势为E =k πr,电场方向逆时针,电场力对电子做正功112 2 2子用动能定理:k πr ,B 正确;由半径公式知, A 也正e = mv - mv 0222、知识网络考点 1。
电磁波和相对论简介(同步练习)1、某电路中电场随时间变化的图象如下图,能发射电磁波的电场是()【答案】 D2、隐形飞机的原理是在飞机研制过程中想法降低其可探测性,使之不易被敌方发现、追踪和攻击。
依据你所学的物理知识,判断以下说法中正确的选项是()A.运用隐蔽色涂层,不论距你多近的距离,即便你拿望远镜也不可以看到它B.使用汲取雷达电磁波资料,在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱,很难被发现C.使用汲取雷达电磁波涂层后,流传到复合金属机翼上的电磁波在机翼上不会产生感觉电流D.主假如对发动机、喷气尾管等由于高温简单产生紫外线辐射的部位采纳隔热、降温等举措,使其不易被对方发现【答案】 B3、对于电磁波谱,以下说法中错误的选项是()A.红外线比红光波长长,它的热作用很强B.X 射线就是伦琴射线C.阴极射线是一种频次极高的电磁波D.紫外线的波长比伦琴射线长,它的明显作用是荧光作用【答案】 C4、以下对于电磁波的说法正确的选项是()A.电磁波在真空和介质中流传的速度同样B.变化的磁场能够在空间产生电场C.电磁波的波长、波速、周期的关系为v= λTD.电磁波既可能是横波,也可能是纵波【答案】 B5、属于狭义相对论基本假定的是,在不一样的惯性系中()A.真空中光速不变B.时间间隔拥有相对性C.物体的质量不变D.物体的能量与质量成正比【答案】 A6、对于生活中碰到的各样波,以下说法正确的选项是()A.电磁波能够传达信息,声波不可以传达信息B.手机在通话时波及的波既有电磁波又有声波C.太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波流传速度同样D.遥控器发出的红外线波长和医院“ CT”的中X射线波长同样【答案】 B7、电磁波与机械波拥有的共同性质是()A.都是横波B.都能传输能量C.都能在真空中流传D.都拥有恒定的波速【答案】 B8、以下说法中正确的选项是( )A.变化的磁场不可以产生电场B.变化的电场不可以产生磁场C.麦克斯韦证明了电磁波的存在D.电磁波能在真空中流传【答案】 D9、对于电磁波,以下说法中正确的选项是()A.变化的电场必定在四周空间产生变化的磁场B.麦克斯韦第一预知了电磁波的存在,法拉第最初用实考证明了电磁波的存在C.电磁波和机械波都依靠于介质才能流传D.各样频次的电磁波在真空中的流传速率都同样【答案】 D10、电磁波已宽泛运用于好多领域,以下对于电磁波的说法切合实质的是()A.电磁波是横波,不可以产生衍射现象B.常用的遥控器经过发射紫外线脉冲信号来遥控电视机C.依据多普勒效应能够判断遥远天体相对于地球的运动速度D.只需空间某处有变化的电场或磁场,就会在其四周形成电磁波【答案】 C11、对于机械波和电磁波,以下说法中正确的选项是()A.机械波和电磁波都能在真空中流传B.机械波和电磁波都能够传达能量C.波长、频次和波速间的关系,即v=λf对机械波和电磁波都合用D.机械波和电磁波都能发生衍射和干预现象E.电磁波的波速与介质没关【答案】 BCD12、依据麦克斯韦的电磁场理论,以下说法中正确的选项是()A.恒定的电场四周产生恒定的磁场,恒定的磁场四周产生恒定的电场B.变化的电场四周产生磁场,变化的磁场四周产生电场C.平均变化的电场四周产生平均变化的磁场,平均变化的磁场四周产生平均变化的电场D.平均变化的电场四周产生稳固的磁场,平均变化的磁场四周产生稳固的电场E.周期性变化的电场四周产生周期性变化的磁场,周期性变化的磁场四周产生周期性变化的电场【答案】BDE13、要接收到载有音频信号的电磁波,并经过耳机发出声音,在接收电路中一定经过以下过程中的()A .调幅B .调频C.调谐D.解调【答案】CD( )14、对于电磁波,以下说法正确的选项是A .雷达是用X 光来测定物体地点的设施B.使电磁波随各样信号而改变的技术叫做解调C.用红外线照耀时,大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光D.变化的电场能够产生磁场【答案】 D15、对于电磁波的原理和应用,以下说法正确的选项是()A.变化的电场就能产生变化的磁场B.微波是指波长为微米级的电磁波C.α、β、γ三种射线中,只有γ射线属于电磁波D.常用的遥控器经过发出紫外线脉冲信号遥控电视机【答案】 C16、以下说法中正确的选项是()A.红外线的波长比可见光的波长长,银行利用红外线灯鉴识钞票的真伪B.麦克斯韦提出了电磁场理论,并用实考证明了电磁波的存在C.多普勒效应说明波源的频次发生改变D.狭义相对论以为:在惯性系中,不论光源与察看者做如何的相对运动,光速都是同样的【答案】 D17、以下是相关颠簸和相对论内容的若干表达,此中不正确的有()A.光速不变原理是:真空中的光速在不一样的惯性参照系中都是同样的B.两列波相叠加产生干预现象,则振动增强地区与减弱地区交替变化C.光的偏振现象说明光波是横波D.夜视仪器能在较冷的背景上探测出较热物体的红外辐射【答案】 B18、很多光学现象的科学技术上获得了应用,以下对一些应用的解说,正确的选项是()A.紫外验钞机是利用紫外线的化学作用B. X 光透视利用的是光的衍射现象C.工业上的金属探伤利用的是γ射线拥有极强的穿透能力D.红外遥感技术利用了全部物体都在不断地辐射紫外线的特色【答案】 C。
[体系构建]电磁波—[核心速填]一、电磁波的发现1.麦克斯韦的电磁场理论(1)变化的电场产生磁场;(2)变化的磁场产生电场.2.电磁波(1)预言电磁波的存在.(2)电磁场:变化的电场和变化的磁场不可分割.(3)电磁波:电磁场由近及远向外传播.(4)赫兹实验:①电磁波的传播速度等于光速;②电磁波的干涉、衍射、偏振等.二、电磁振荡1.LC电磁振荡产生了周期性变化的高频电流.2.振荡过程中各物理量的变化规律.3.LC4.实际的LC振荡是阻尼振荡.三、电磁波的发射和接收1.发射①采用高频率和开放电路②调制:分为调幅和调频,将信息加在高频振荡电流上.2.接收:调谐和解调(检波).四、电磁波谱1.定义:按电磁波的波长或频率大小的顺序排列成谱.2.谱线:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线.3.电磁波的特点与应用(1)应用:广播电视、雷达、移动通讯、因特网、电磁波谱.(2)特点:横波、真空中传播等于光速,λ=c f.1.U、电场强度E、电场能E E的变化规律与Q的变化规律相同;振荡电流i决定了磁场能的大小,线圈中的磁感应强度B、磁通量Φ、磁场能E B的变化规律与i的变化规律相同.2.两个过程:放电过程电荷量Q减小,振荡电流i增加;充电过程电荷量Q 增加,振荡电流i减小.3.两个瞬间:放电完毕瞬间Q=0,i最大;充电完毕瞬间i=0,Q最大.【例1】如图所示,i-t图象表示LC振荡电流随时间变化的图象,在t=0时刻,电路中电容器的M板带正电,在某段时间里,电路的磁场能在减少,而M 板仍带正电,则这段时间对应图象中________段.[解析]由电流图象可得,在t=0时刻是电容器开始放电,电路中电容器的M板带正电,故电流方向逆时针为正方向;某段时间里,电路的磁场能在减少,说明电路中的电流在减小,是电容器的充电过程,此时M板带正电,说明此时电流方向顺时针方向为负,符合电流减小且为负值的只有cd段.[答案]cd1.已知LC振荡电路中电容器极板1上的电荷量随时间变化的曲线如图所示.则()A.a、c两时刻电路中电流最大,方向相同B.a、c两时刻电容器里的电场能最大C.b、d两时刻电路中电流最大,方向相同D.b、d两时刻电路中电流最大,方向相反E.b、d两时刻磁场能最大BDE[a、c两时刻电容器极板上电荷量最大,电场能最大,所以电路中电流最小;b、d两时刻电容器极板上电荷量最小,电路中电流最大,磁场能量最大,b、d两点时间间隔为半个周期,故电流方向相反.]1无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线(X射线)、γ射线等合起来,构成了范围非常广阔的电磁波谱.2.各种不同的电磁波既有共性,又有个性(1)共性:它们在本质上都是电磁波,它们的行为服从相同的规律,都遵守公式v=fλ,它们在真空中的传播速度都是c=3.0×108 m/s,它们的传播都不需要介质,各波段之间并没有绝对的区别.(2)个性:不同电磁波的频率或波长不同,表现出不同的特性.波长越长越容易产生干涉、衍射现象,波长越短观察干涉、衍射现象越困难.正是这些不同的特性决定了它们不同的用途.3.电磁波和机械波在波动性上有相同点,都遵守v=fλ,但本质不同,机械波不能在真空中传播,而电磁波的传播不需要介质.【例2】声呐能发射超声波,雷达能发射电磁波,超声波和电磁波相比较,下列说法正确的是()A.超声波与电磁波传播时,都向外传递了能量B.电磁波既可以在真空中传播,又可以在介质中传播,超声波只能在介质中传播C.在空气中传播的速度与在其他介质中传播速度相比,均是在空气中传播时具有较大的传播速度D.超声波是纵波,电磁波是横波E.超声波与电磁波相遇时可能会发生干涉ABD[超声波与电磁波传播时,都向外传递了能量、信息,A正确;声呐发出的超声波是机械波,不可以在真空中传播,B对;机械波在空气中传播时速度较小,在其他介质中传播时速度大,而电磁波恰好相反,C错;声波是纵波,电磁波是横波,D正确;超声波和电磁波不是同一类波,不可能发生干涉,E错.]2.关于电磁波谱,下列说法正确的是()A.电磁波中最容易表现出干涉、衍射现象的是无线电波B.紫外线的频率比可见光低,长时间照射可以促进钙的吸收,改善身体健康C.X射线和γ射线的波长比较短,穿透力比较强D.红外线的显著作用是热作用,温度较低的物体不能辐射红外线E.所有物体都发射红外线ACE[无线电波的波长长,易发生衍射现象,A正确;紫外线的频率比可见光高,B错;任何物体都能辐射红外线,D错,选项C、E正确.]1.射脉冲波形,找出从发射电磁波和接收到回来的电磁波的时间差,再利用s=12v t,求出物体的距离.2.利用雷达测定物体的速度:这类问题往往要有两个(或两个以上)的发射脉冲与反射脉冲,可以确定一段时间前后物体的两个位置或一段时间的位移,从而测出物体的速度.3.利用雷达确定物体的位置:雷达有一个可以转动的天线,它能向一定方向发射无线电(微波)脉冲,雷达可根据发射无线电波的方向和仰角,再参考所测得物体的距离,从而确定某一时刻物体的位置.实际上,这一切数据都由电子电路自动计算并在荧光屏上显示出来.【例3】某一战斗机正以一定的速度朝雷达的正上方水平匀速飞行,已知雷达发射相邻两次电磁波之间的时间间隔为5×10-4 s,某时刻在雷达荧光屏上显示的波形如图甲所示,t=173 s后雷达向正上方发射和接收的波形如图乙所示,雷达荧光屏上相邻刻线间表示的时间间隔为10-4s,电磁波的传播速度为c=3×108 m/s,则该战斗机的飞行速度大约为多少?甲乙[解析]由题意知荧光屏相邻刻线间的时间间隔t0=10-4s,甲图发射波和接收波的时间间隔t1=4×10-4 s,乙图时间间隔t2=1×10-4s,所以,第一次战斗机距雷达的距离为s1=c×t12=6.0×104 m,第二次战斗机在雷达正上方.所以,战斗机的高度h=c×t22=1.5×104 m,故173 s内战斗机飞行的水平距离为s=s21-h2=5.8×104 m.所以v=st≈335 m/s.[答案]335 m/s3.目前雷达发射的电磁波频率多在200 MHz至1 000 MHz的范围内.请回答下列关于雷达和电磁波的有关问题.(1)雷达发射电磁波的波长范围是多少?(2)能否根据雷达发出的电磁波确定雷达和目标间的距离?[解析](1)由c=λf可得:λ1=c f1=3.0×108200×106m=1.5 m,λ2=c f2=3.0×1081 000×106m=0.3 m.故雷达发出的电磁波的波长范围是0.3~1.5 m.(2)电磁波测距的原理就是通过发射和接收电磁波的时间间隔来确定距离,所以可根据x=v t2确定雷达和目标间的距离.[答案](1)0.3~1.5 m(2)能。
教学课题:电磁波的发现一.教学目标【知识和技能】1.了解电磁波的发现历史,知道麦克斯韦对电磁理论的重要贡献。
2.知道电磁波及麦克斯韦电磁理论的主要内容【过程和方法】通过学习赫兹发现电磁波的实验,理解实验对物理的重要性,并学习这些方法。
【情感、态度、价值观】体味电磁波的发现过程中的科学精神和方法二.教学重点、难点重点:麦克斯韦电磁理论难点:培养学生的科学精神三.教学仪器投影仪四.教学方法自学、讲授五.教学过程引入复习:1、分析闭合电路中电流的形成:2、感应电流的产生:3、一个变化的磁场中放一个闭合线圈会产生感应电流,这是一种电磁感应现象。
麦克斯韦研究了这种现象,认为若电路闭合就会有感应电流;若电路不闭合,则会产生感应电场;这个电场驱使导体中电子的运动,从而产生了感应电流。
4.麦克斯韦把这种情况的分析推广到不存在闭合电路的情形,他认为在变化的磁场周围产生电场,是一种普遍现象,跟闭合电路是否存在无关。
新课阅读教材,相互讨论教材要点:一、伟大的预言1、变化的磁场产生电场。
2、麦克斯韦研究了电现象和磁现象,他预言既然变化的磁场能产生电场,那么变化的电场也能产生磁场。
变化的电场产生磁场(均匀变化的磁场能产生稳定的电场)3、讨论:①恒定电场周围无磁场,恒定的磁场周围无电场。
②均匀变化的电场周围产生恒定磁场,均匀变化的磁场周围产生恒定的电场。
③周期性变化的电场周围存在同周期的磁场,周期性变化的磁场在周围产生同周期的电场。
4、电磁场的形成:变化的电场和变化的磁场是相互联系着的一个不可分割的统一体,这就是电磁场(分析教材上这个图)。
5、麦克斯韦预言:这种电磁场由发生区域向无限远处的空间传播就形成了电磁波。
且在真空中电磁波的传播速度跟光速相等。
二、学生探讨赫兹发现电磁波的过程三、电磁场、电磁波1.概念麦克斯韦根据自己的理论进一步预言,如果在空间某域中有周期性变化的电场,那么,这个变化的电场就在它周围空间产生周期性变化的磁场,这个变化的磁场又在它周围空间产生新的周期性变化的电场……可见,变化的电场和变化的磁场是相互联系的,形成一个不可分离的统一体,这就是电磁场,这种变化的电场和变化的磁场总是交替产生,并且由发生的区域向周围空间传播.见课本图,电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波.2. 麦克斯韦的预言最后由物理学家赫子证实了电磁波的存在,并进一步分析电磁波在真空中的传播速度为C=3.00×108m/s 电磁波的波长由V=λf 得到f=C/λ3. 电磁波的特点①是横波:②是物质波,真空中也能传播,能独立存在(与机械波不同)③具有反射、折射、干涉、衍射等波的一切特性4、无线电波:无线电技术中使用的电磁波叫做无线电波。
课时14.3电磁波谱1.通过实例认识电磁波谱。
2.了解电磁波谱中各波段的波的重要特征,及它们在科技、经济、社会发展中的重要应用。
3.知道电磁波是一种物质,具有能量。
4.了解太阳辐射能量的分布情况。
重点难点:各种不同频率(波长)的电磁波的特点及应用。
教学建议:本节阐述了电磁波谱的组成,分波段解释了无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线的特点与应用,并指出电磁波具有能量。
这些内容都属于了解的层次,教学方式以引导学生阅读和讨论为主。
导入新课:电磁波技术在人们的生产、生活中应用十分广泛,它在方便人们的同时也改变了人们的生活方式,你了解电磁波家庭中的各个成员吗?你知道它们在生产、生活中发挥哪些作用吗?比如微波炉、红外遥感器、各种CT等。
1.电磁波谱(1)无线电波:波长大于1 mm的电磁波是无线电波,主要用于①通信、②广播。
(2)红外线:红外线是一种光波,它的波长比无线电波短,比可见光长,肉眼看不见,所有物体都发射红外线。
主要用于红外线加热、红外线摄影、红外线成像和③红外遥感等。
(3)可见光:可见光的波长在400 nm到760 nm之间,不同颜色的色光频率④不同。
(4)紫外线:紫外线的波长比紫光更短,波长范围在5 nm到370 nm之间。
紫外线具有较高的⑤能量,可以用它⑥灭菌消毒。
(5)X射线(伦琴射线)和γ射线X射线(伦琴射线)和γ射线的波长比紫光短,具有很强的⑦穿透性。
2.电磁场的能量电磁波是运动中的⑧电磁场,它可以传递⑨能量。
3.太阳辐射阳光从太阳辐射出来,其中除含有可见光外,还有无线电波、红外线、紫外线、X射线、γ射线。
太阳能量的辐射主要集中在⑩可见光、红外线和紫外线三个区域。
1.电磁波谱中波长最短的成分是什么?解答:是γ射线。
2.天空为什么是亮的?解答:大气散射阳光的结果。
3.人能发射红外线吗?解答:能。
任何物体都能发射红外线。
主题1:红外线情景:红外线是我们日常生活中可以接触到的电磁波。
第十四章电磁波多年来,《永不消失的电波》《谍影》《保密局的枪声》《羊城暗哨》《英雄虎胆》《潜伏》《风声》等电影或电视剧都曾风靡大江南北,这些电影或电视剧都属于谍战片。
在这些谍战片中,英勇机警的地下工作者都有一个和地下组织联系的重要工具——发报机。
图示是某博物馆收藏的抗战时期地下工作者所用的一种极其简单的发报机。
你想了解发报机的工作原理吗?你想知道对方是怎样接收到信息的吗?你想搞清楚在发射或接收过程中需要哪些基本的步骤吗?在本章我们来重点解决这些问题。
课时14.1电磁波的发现电磁振荡1.了解发现电磁波的历史背景,了解麦克斯韦电磁场理论的主要观点,知道电磁波的概念及通过电磁波体会电磁场的物质性。
2.体验赫兹证明电磁波存在的实验过程及实验方法,领会物理实验对物理学发展的意义。
3.通过对电磁振荡的实验观察,体会LC电路中电荷、电场、电流、磁场的动态变化过程及其相关物理量的变化情况,了解电磁波的产生过程。
4.了解LC振荡电路固有周期和固有频率的公式,了解实际生产、生活中调节振荡电路频率的基本方法。
重点难点:麦克斯韦电磁场理论,电磁振荡及LC振荡电路的工作过程。
教学建议:通过本节的学习,要对电磁场的理论有初步的定性了解。
了解电磁场理论建立的历史过程,使学生体会麦克斯韦电磁场理论的基本思想在物理学发展中的理论意义,体会科学家研究物理问题的思想方法。
关于电磁振荡的学习,可以从演示着手,使学生获得一些感性认识后再学习LC振荡电路和振荡电流,了解在各个阶段电场能、电荷量、电压、电流、磁感应强度和磁场能的变化规律。
导入新课:如果说广播、电视给人们带来了休闲和娱乐,那么迅猛发展的移动通讯更加方便了人们的生活,它以通讯方式缩短了人们之间的距离,同时还兼容了休闲娱乐功能来丰富人们的生活。
当你在享受科技给生活带来的便捷时,你是否思考过电视广播、移动通讯的工作原理?你是否知道电磁波是怎样发现的?1.电磁波的发现(1)电磁波的预言第一个预言电磁波的是①英国(填一国家名)物理学家麦克斯韦。
电磁波的发现教课目的(一)知识与技术①认识发现电磁波的历史背景,知道麦克斯韦对电磁学的伟大贡献。
②认识麦克斯韦电磁场理论的主要看法,知道电磁波的看法及经过电磁波领会电磁场的物质性。
(二)过程与方法体验赫兹证明电磁波存在的实验过程及实验方法,领悟物理实验对物理学发展的基础意义。
(三)感情态度与价值观领悟发现电磁波的过程中所包含的科学精神和科学研究方法。
教课要点麦克斯韦电磁场理论。
教课难点对电磁波与机械波的异同认识不清。
教法选择和学法指导启迪引诱法、类比法教课过程一、引入新课经过前面机械波的学习,我们对机械波有了必定的认识,请同学们会议有关机械波的知识。
问:机械波是怎样形成的?答:波源产生振动,经过介质将波源的振动形式向外流传形成机械波。
问:机械波有哪些性质?答:机械波拥有干预、衍射、反射、折射等性质。
上一章我们提到“光是一种电磁波”,电磁波于我们的生活息息有关。
问什么电磁波能获得这样宽泛的应用?它与机械波有何不一样?我们将在这节课里学习电磁波被发现历史,从而研究它的主要特点。
二、课前预习让学生经过看书回答以下问题:1、麦克斯对于和磁的言是什么?答:化的生磁,化的磁生。
2、麦克斯的对于光的本的言是什么?答:从本上来,光是一种磁波。
3、赫的在磁学的展程中有什么作用?答:赫的了磁波的存在,并精准的定了磁波在真空中的速度等于光速,了麦克斯的言。
也以后无技的睁开拓了道路。
三、新教课1、大的言① 化的磁生:通 3-2 磁感的学我知道,合圈中的磁通量生化就能生感流,但是什么会有感流呢?自由荷是怎样定向移的呢?答:有感流存在明在圈的周存在感,自由荷在感的作用下做定向移。
:假如回路不合,圈中有感流?有感?有?答:没有感流,在感和感依旧存在。
:假如空没有圈,会有感?答:有。
麦克斯在法拉第、安培、奥斯特、等科学家的研究成就行了大批的剖析、算的基上,加以自己的推理、猜想,勇敢的言:即便化的磁周没有合回路,同也会有磁,也就是,化的磁生,但个与我前面所学的静是有区的,它是一种旋。
电磁波和相对论简介(复习学案)
【学习目标】
1、理解麦克斯韦的电磁场理论,知道电磁波是怎么产生的
2、知道电磁波的特性
3、掌握电磁波谱及不同波段电磁波的应用
【自主复习】
一、电磁场与电磁波
1、麦克斯韦的电磁场理论:
(1)内容:
①变化的电场产生磁场;
②变化的磁场产生电场。
③变化的电场和磁场总是相互联系的,形成电磁场。
(2)理解:
①恒定的磁(电)场不能产生电(磁)场;
②均匀变化的磁(电)场产生恒定的电(磁)场;
③周期性变化的磁(电)场产生同频的周期性变化的电(磁)场。
说明:周期性变化的电场和周期性变化的磁场相互联系,形成一个不可分离的统一的场,就是电磁场,由静电场和静磁场混合的空间是复合场,但不是电磁场。
2、电磁波的形成和传播
(1)电磁场由近及远地传播,形成电磁波。
(2)麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在,赫兹通过实验证实了电磁波的存在。
赫兹还通过实验确认了电磁波是横波,证实了电磁波的传播速度与光速相同,并具有相类似的性质,从而说明光是一种电磁波。
3、电磁波的特点
(1)电磁波在空间传播不需要介质。
(2)电磁波中的磁感应强度方向和电场强度的方向与传播方向垂直,电磁波是横波。
(3)电磁波传播的是电磁场的能量。
(4)电磁波能发生反射、折射、干涉、衍射、多普勒效应等现象。
(5)电磁波在真空中的传播速度为3.0×108m/s 。
二、电磁波的发射和接收
1、振荡电路
(1)作用:产生大小和方向都做周期性变化的电流,从而产生周期性变化的电场和磁场。
(2)能有效发射电磁波的振荡电路的特点:①振荡频率足够高;②采用开放电路。
2、无线电波的调制:使电磁波随各种信号而改变的技术,有调幅和调频两种方式。
3、无线电波的接收
(1)电谐振:接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时,接收电路中产生的振荡电流最强。
(2)调谐:使接收电路产生电谐振的过程。
(3)解调:由调谐电路接收到的是高频电流,需要将声音或图像信号从高频电流中还原出来,这个过程叫解调,是调制的逆过程。
三、电磁波谱
1、电磁波谱:按波长λ由大到小分别为,无线电波、红外线、可见光(红橙黄绿青蓝紫)、紫外线、X射线、γ射线。
2、电磁波的特性和应用
3、电磁波谱的产生机理
(1)无线电波是振荡电路中自由电子的周期性运动产生的。
(2)红外线、可见光、紫外线都是原子的外层电子受到激发后跃迁产生的。
(3)X射线是原子的内层电子受到激发后跃迁产生的。
(4)γ射线是原子核受到激发后跃迁产生的。
四、相对论简介
1、狭义相对论的基本假设
(1)狭义相对性原理:在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的。
(2)光速不变原理:真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的。
2、狭义相对论的几个基本结论:
(1)“同时”的相对性:由光速不变原理得到不同的时间间隔即对于运动的火车上同时发生的两个事件,对于地面就不是同时的;地面上同时发生的两个事件,对于运动的火车也不是同时的。
(2)钟慢效应:运动的钟比静止的钟走得慢,而且,运动速度越快,钟走得越慢,接近光速时,钟就几乎停止了。
(3)尺缩效应:在尺子长度方向上,运动的尺子比静止的尺子短,当速度接近光速时,尺子缩成一个点。
3、相对论质能关系:用m表示物体的质量,E表示它具有的能量,则爱因斯坦质能方程为:E=mC2。
【自我测试】
1、下列关于电磁波的说法,正确的是()
A.电磁波只能在真空中传播
B.电场随时间变化时一定产生电磁波
C.做变速运动的电荷会在空间产生电磁波
D.麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
【答案】C
2、下列关于电磁场的说法中正确的是()
A.只要空间某处有变化的电场或磁场,就会在其周围产生电磁场,从而形成电磁波
B.任何变化的电场周围一定有磁场
C.振荡电场和振荡磁场交替产生,相互依存,形成不可分离的统一体,即电磁场
D.电磁波的理论在先,实践证明在后
【答案】BCD
3、下面关于电磁波的说法中正确的是()
A.只要有电场和磁场,就能产生电磁波
B.电磁波会发生偏振现象,是纵波
C.电磁波和机械波都能产生干涉和衍射现象
D.紫外线的频率比红外线的频率小
【答案】C
4、我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星,它标志着我国雷达研究又创新的里程碑。
米波雷达发射无线电波的波长在1~10m范围内,则对该无线电波的判断正确的是()
A.米波的频率比厘米波频率高
B.和机械波一样须靠介质传播
C.同光波一样会发生反射现象
D.不可能产生干涉和衍射现象
【答案】C
5、电磁波已广泛运用于很多领域。
下列关于电磁波的说法符合实际的是()
A.电磁波不能产生衍射现象
B.常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机
C.根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度
D.光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同
【答案】C
6、有关电磁波和声波,下列说法不正确的是()
A.电磁波的传播不需要介质,声波的传播需要介质
B.由空气进入水中传播时,电磁波的传播速度变小,声波的传播速度变大
C.电磁波是横波,声波也是横波
D.由空气进入水中传播时,电磁波的波长变短,声波的波长变长
【答案】C
7、电磁波包含了γ射线、红外线、紫外线、无线电波等,按波长由长到短的排列顺序是()
A.无线电波、红外线、紫外线、γ射线
B.红外线、无线电波、γ射线、紫外线
C.γ射线、红外线、紫外线、无线电波
D.紫外线、无线电波、γ射线、红外线
【答案】A
8、关于电磁波谱,下列说法中错误的是()
A.红外线比红光波长长,它的热作用很强
B.X射线就是伦琴射线,可用于机场进行安检
C.无线电波是一种频率极高的电磁波
D.紫外线的波长比伦琴射线长,它的显著作用是荧光作用
【答案】C
9、下列说法中正确的是()
A.托马斯•杨通过光的单缝衍射实验,证明了光是一种波
B.电磁波可以是横波,也可以是纵波
C.在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由绿光改为红光,则干涉条纹间距变宽
D.麦克斯韦提出电磁场理论并预言电磁波存在,后来由他又用实验证实电磁波的存在
【答案】C
10、下列说法不正确的是()
A.光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物发生弯曲传播的现象
B.光的衍射现象为光的波动说提供了有力证据
C.用红光做双缝干涉实验,若改为蓝光做实验,相邻明条纹的间距将增大
D.光能够发生偏振现象,说明光是横波
【答案】C
11、下列说法正确的是()
A.常用的遥控器通过发射紫外线脉冲信号来遥控电视机
B.无线电波也能发生干涉和衍射现象
C.电磁波的传播需要介质
D. 射线的穿透能强,可用来检测金属材料内部的裂痕、气泡等
【答案】BD
12、1905年爱因斯坦提出了狭义相对论,狭义相对论的出发点是以两条基本假设为前提的,这两条基本假设是()
A.同时的绝对性与同时的相对性
B.运动的时钟变慢与运动的尺子缩短
C.时间间隔的绝对性与空间距离的绝对性
D.相对性原理与光速不变原理
【答案】D
13、1905年,爱因斯坦提出了著名的狭义相对论,给物理科学带来了巨大的进步。
根据狭义相对论的理论,下列说法中正确的是()
A.在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的
B.真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的
C.根据狭义相对论可知,同时是绝对的
D.根据狭义相对论可知,物体的长度、时间间隔和物体的质量都是相对的
【答案】ABD
14、物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识,推动了科学技术的创新和革命,促进了物质生产的繁荣
与人类文明的进步,根据狭义相对论,下列说法正确的是()
A.真空中的光速是不变的
B.运动的时钟变慢与运动的尺子缩短
C.物体的质量取决于物体所含物质的多少,,与物体的运动速度无关
D.质量、长度、时间的测量结果都是随物体与观测者的相对运动状态而改变
【答案】ABD
15、如图所示是一个水平放置的玻璃环形小槽,槽内光滑,槽的宽度和深度处处相同,,现将一直径略小于槽的宽度的带正电的小球放入槽内,小球以初速度v0开始逆时针运动,与此同时有一个变化的磁场竖直向下穿过小槽包围的空间,已知磁场均匀增大,小球在运动过程中带电量不变,则()
A.小球动能不变
B.小球动能增加
C.磁场力对小球做功
D.小球受到的磁场力不变
【答案】B。